package com.lenl.datastruct.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author Lenl
 * @version v1.0
 * @create 2022-04-29 22:36
 * @description 逆波兰计算器
 */
public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成将中缀表达式转为后缀表达式功能
        //如 1+((2+3))*4)-5 => 1 2 3 + 4 * + 5 -
        //先将str存入List
        String expression="1+((2+3)*4)-5";
        List<String> infixExpressionList=toInfixExpressionList(expression);
        //中缀表达式对应的list
        System.out.println("中缀表达式：");
        System.out.println(infixExpressionList);
        //将得到的中缀表达式对应的List转为后缀表达式
        List<String> suffixExpressionList=parseSuffixExpression(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式：");
        System.out.println(suffixExpressionList);

        int caclRes= calculate(suffixExpressionList);
        System.out.println("计算结果为："+caclRes);


        //先定义逆波兰表达式
        //4x5-8+60+8/2 => 4 5 x 8 - 60 + 8 2 / +

        String suffixExpression="4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +";   //"30 4 + 5 * 6 -";
        //思路
        //1.先将表达式放入ArrayList中
        //2.将ArrayList传递给一个方法，遍历 ArrayList配合栈完成计算
        List<String> rpnList=getListString(suffixExpression);
        int res=calculate(rpnList);
        System.out.println("计算的结果："+res);
    }
    //将一个逆波兰表达式依次将数据和运算符放到ArrayList中
    public  static List<String> getListString(String suffixExpression){
        //将suffixExpression分割
        String[] split=suffixExpression.split(" ");
        List<String> list=new ArrayList<>();
        for (String ele : split){
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }
    //完成对逆波兰表达式的运算
    public static  int calculate(List<String> ls){
        //创建栈
        Stack<String> stack=new Stack<>();
        //遍历ls
        for(String item:ls){
            //使用正则表达式取出数
            if(item.matches("\\d+")){
                //匹配多位数
                stack.push(item);
            }else{
                //pop出两个数，并运算，在入栈
                int num2=Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1=Integer.parseInt(stack.pop());
                int res=0;
                if(item.equals("+")){
                    res=num1+num2;
                }else if(item.equals("-")){
                    res=num1-num2;
                }else if(item.equals("*")){
                    res=num1*num2;
                }else if(item.equals("/")){
                    res=num1/num2;
                }else{
                    throw new RuntimeException("运算符错误");
                }
                //把res入栈
                stack.push(String.valueOf(res));
            }
        }
        //最后留在stack中的数据就是结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
    //将中缀表达式转为对应的list
    public  static List<String> toInfixExpressionList(String s){
        List<String> ls=new ArrayList<>();
        int i=0;//用于遍历中缀表达式字符串
        String str;//做对多位数的拼接
        char c;//每遍历到一个字符，放入c中、
        do{
            //如果c是一个非数字，需要加入到ls中0
            if((c=s.charAt(i))<48||(c=s.charAt(i))<57){
                ls.add(String.valueOf(c));
                i++;
            }else{
                //是一个数，泽言考虑多位数
                str="";
                while(i<s.length()&&(c=s.charAt(i))>=48&&(c=s.charAt(i))<=57){
                    str+=c;//拼接
                    i++;
                }
            }

        }while(i<s.length());
        return ls;
    }
    //将得到的中缀表达式的List转换为后缀表达式对应的list
    public static List<String> parseSuffixExpression(List<String> ls){
        Stack<String> s1=new Stack<>();//符号栈
        //因为s2栈没有出栈操作，且后需要逆序输出，因此直接用List
        List<String> s2=new ArrayList<>();//存储中间结果
        //遍历ls
        for(String item:ls){
            //如果是一个数，加入s2
            if(item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if(item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if(item.equals(")")){
                //右括号要依次弹出s1栈顶的运算符，并加入s2，直到遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
                while(!"(".equals(s1.peek())){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//消除小括号
            }else{
                //当item优先级小于或等于s1栈顶的运算符优先级时，将s1栈顶运算符弹出并加入s2，再次转到前面与s1中新的栈顶运算符相比
                while (s1.size()!=0&&Operation.getValue(s1.peek())>=Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要将item压入栈中
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符弹出并加入s2
        while(s1.size()!=0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        //因为是存在List中，因此按顺序输出即为逆波兰(后缀)表达式
        return s2;


    }


}

//编写一个类Operation可以返回一个运算符对应的优先级
class Operation{
    private static int ADD=1;
    private static  int SUB=1;
    private static int MUL=2;
    private static int DIV=2;
    //写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation){
        int result=0;
        switch (operation){
            case "+":
                result= ADD;
                break;
            case "-":
                result=SUB;
                break;
            case "*":
                result=MUL;
                break;
            case "/":
                result=DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在运算符");
                break;
        }
        return result;
    }

}
